[发明专利]基于表型信息采集的植物光环境影响实验装置及实验方法

说明书

本发明公开了基于表型信息采集的植物光环境影响实验装置及实验方法，属于植物表型信息采集设备领域。本发明的实验装置中，旋转龙门机构的第二支柱和横梁能够围绕第一支柱转动，第二支柱和横梁运动轨迹所围成的空间内设置有多个植物生长箱，植物生长箱的顶部壳体上开设有采集入口，横梁上滑动设置有信息采集机构，信息采集单元在升降驱动件的驱动下能够从植物生长箱的采集入口伸入并对其中的植物进行表型信息采集，因而本发明的实验装置能够更加方便地对不同植物生长箱内的植物进行不同光环境下的表型信息采集。本发明的实验方法中，植物表型信息采集的效率较高，同时采集过程中能够减小外界环境对实验结构的影响，使得实验结果具有较好的准确性。

技术领域

本发明涉及植物表型信息采集设备技术领域，更具体地说，涉及一种基于表型信息采集的植物光环境影响实验装置及实验方法。

背景技术

光环境是影响植物生长发育和物质代谢的一个重要因素。植物对光具有选择性吸收的特性，植物进行光合作用的器官是叶绿体，叶绿体中的叶绿素最强的吸收光波区有两个：640～660nm的红光部分和430～450nm的蓝紫光部分。目前，能够被证实的是，红光、蓝光是高等植物完成生活史的必需光质，其它生理有效辐射为有益光质，红蓝组合光质可替代全光谱光源进行植物栽培。

目前植物学家已经得到番茄幼苗、桑树幼苗、菠菜等一些植物的最适宜红蓝光配比，但依然有很多大棚植物或幼苗培养使用全白光进行补光，关于这些植物所需光照强度和时间也没有一个科学的结论，需要进行多次不同光环境下的对比实验加以改进。同时，光源射出的光子能量因波长而不同，例如波长为400nm的蓝光能量是波长为700nm的红光能量的1.75倍，但是对于光合作用而言，两者波长的作用结果则是相同的。蓝色光谱中不能作为光合作用的多余能量则转变为热量。换言之，植物光合作用速率是由400～700nm中植物所能吸收的光子数目决定，而与各光谱所送出的光子数目并不相关。所以，还需要实验一种植物或其某一具体生长期对特定光，例如红光、蓝光、远红光的最适宜光照强度。

一般来说，光环境对植物生长发育和物质代谢影响的实验采用单次实验的方法进行，即每个植物生长箱内仅改变一个光环境参数，然后将多个植物生长箱之间进行对比分析。此时，由于光环境控制实验需要在暗箱环境中进行，因而在对各植物生长箱内的植物进行表型信息采集时，只能在各植物生长箱内均设置一个信息采集单元，但成本较高；或者采用手工测量，但测量过程中揭起遮光幕布时，外界环境可能对实验造成较大程度的干扰，且该方法效率较低。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中植物的光环境影响实验时对不同植物生长箱内的植物进行表型信息采集效果的不足，提供一种植物的光环境影响实验装置。本方案通过旋转龙门机构将信息采集机构定位至各植物生长箱上方，以利用信息采集机构对各植物生长箱内植物的表型信息进行采集，采集过程中能够减小外界环境对实验的影响，提高信息采集的准确性。

本发明的另一个目的在于提供一种植物的光环境影响实验方法，方法简单，植物表型信息采集的效率较高，准确度较好。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种植物的光环境影响实验装置，包括，

旋转龙门机构，所述旋转龙门机构包括第一支柱和第二支柱，以及用于连接第一支柱与第二支柱的横梁，所述横梁和第二支柱能够围绕第一支柱转动；以及，

植物容纳机构，设置在所述横梁和第二支柱运动轨迹所围成的空间内，包括多个植物生长箱，所述植物生长箱壳体内设置有用于提供光源的组合灯，植物生长箱顶部壳体开设有柔性的采集入口；以及，

信息采集机构，滑动设置在横梁上，包括升降驱动件，所述升降驱动件的运动端上设置有信息采集单元，所述信息采集单元能够通过采集入口伸入各植物生长箱内并进行植物的表型信息采集。